(1) Lehimleme özellikleri: Grafit ve elmas polikristalin lehimlemede karşılaşılan sorunlar, seramik lehimlemede karşılaşılanlara çok benzerdir. Metal ile karşılaştırıldığında, lehimin grafit ve elmas polikristalin malzemeleri ıslatması zordur ve termal genleşme katsayısı genel yapısal malzemelerden çok farklıdır. İkisi de doğrudan havada ısıtılır ve sıcaklık 400 ℃'yi aştığında oksidasyon veya karbonizasyon meydana gelir. Bu nedenle, vakumlu lehimleme kullanılmalı ve vakum derecesi 10-1pa'dan az olmamalıdır. Her ikisinin de mukavemeti yüksek olmadığından, lehimleme sırasında termal gerilme oluşursa çatlaklar meydana gelebilir. Düşük termal genleşme katsayısına sahip lehim dolgu metali seçmeye ve soğutma hızını sıkı bir şekilde kontrol etmeye çalışın. Bu tür malzemelerin yüzeyinin sıradan lehim dolgu metalleriyle ıslatılması kolay olmadığından, lehimlemeden önce grafit ve elmas polikristalin malzemelerin yüzeyine yüzey modifikasyonu (vakum kaplama, iyon püskürtme, plazma püskürtme ve diğer yöntemler) ile 2,5 ~ 12,5 µm kalınlığında W, Mo ve diğer elementlerden oluşan bir tabaka biriktirilebilir ve bunlarla karşılık gelen karbürler oluşturulabilir veya yüksek aktiviteli lehim dolgu metalleri kullanılabilir.
Grafit ve elmasın, parçacık boyutu, yoğunluk, saflık ve diğer yönlerden farklılık gösteren birçok kalitesi vardır ve farklı lehimleme özelliklerine sahiptirler. Ayrıca, polikristalin elmas malzemelerin sıcaklığı 1000 ℃'yi aşarsa, polikristalin aşınma oranı azalmaya başlar ve sıcaklık 1200 ℃'yi aştığında aşınma oranı %50'den fazla azalır. Bu nedenle, elmas vakumlu lehimleme yapılırken, lehimleme sıcaklığı 1200 ℃'nin altında kontrol edilmeli ve vakum derecesi 5 × 10⁻² Pa'dan az olmamalıdır.
(2) Lehim dolgu metalinin seçimi esas olarak kullanım amacına ve yüzey işlemine bağlıdır. Isıya dayanıklı bir malzeme olarak kullanıldığında, yüksek lehim sıcaklığına ve iyi ısı direncine sahip lehim dolgu metali seçilmelidir; Kimyasal korozyona dayanıklı malzemeler için, düşük lehim sıcaklığına ve iyi korozyon direncine sahip lehim dolgu metalleri seçilir. Yüzey metalizasyon işleminden sonra grafit için, yüksek sünekliğe ve iyi korozyon direncine sahip saf bakır lehim kullanılabilir. Gümüş bazlı ve bakır bazlı aktif lehimler, grafit ve elmasa iyi ıslatılabilirlik ve akışkanlık gösterir, ancak lehimli bağlantının çalışma sıcaklığının 400 ℃'yi aşması zordur. 400 ℃ ile 800 ℃ arasında kullanılan grafit bileşenleri ve elmas aletler için genellikle altın bazlı, paladyum bazlı, manganez bazlı veya titanyum bazlı dolgu metalleri kullanılır. 800 ℃ ile 1000 ℃ arasında kullanılan bağlantılar için nikel bazlı veya matkap bazlı dolgu metalleri kullanılmalıdır. Grafit bileşenleri 1000 ℃'nin üzerinde kullanıldığında, saf metal dolgu metalleri (Ni, PD, Ti) veya molibden, Mo, Ta ve karbonla karbür oluşturabilen diğer elementleri içeren alaşım dolgu metalleri kullanılabilir.
Yüzey işlemine tabi tutulmamış grafit veya elmas için, Tablo 16'daki aktif dolgu metalleri doğrudan lehimleme için kullanılabilir. Bu dolgu metallerinin çoğu titanyum bazlı ikili veya üçlü alaşımlardır. Saf titanyum, grafit ile güçlü bir şekilde reaksiyona girerek çok kalın bir karbür tabakası oluşturabilir ve doğrusal genleşme katsayısı grafitinkinden oldukça farklıdır, bu da çatlaklara neden olma olasılığını artırır, bu nedenle lehim olarak kullanılamaz. Ti'ye Cr ve Ni ilavesi, erime noktasını düşürebilir ve seramiklerle ıslatılabilirliği artırabilir. Ti, esas olarak Ti Zr'den oluşan ve TA, Nb ve diğer elementlerin ilavesiyle oluşan üçlü bir alaşımdır. Düşük doğrusal genleşme katsayısına sahiptir, bu da lehimleme gerilimini azaltabilir. Esas olarak Ti Cu'dan oluşan üçlü alaşım, grafit ve çeliğin lehimlenmesi için uygundur ve bağlantı yüksek korozyon direncine sahiptir.
Tablo 16: Grafit ve elmasın doğrudan lehimlenmesi için lehim dolgu metalleri
(3) Lehimleme işlemi Grafit lehimleme yöntemleri iki kategoriye ayrılabilir: biri yüzey metalizasyonundan sonra lehimleme, diğeri ise yüzey işlemi yapılmadan lehimleme. Hangi yöntem kullanılırsa kullanılsın, kaynak parçası montajdan önce ön işlemden geçirilmeli ve grafit malzemelerin yüzeyindeki kirleticiler alkol veya aseton ile temizlenmelidir. Yüzey metalizasyonlu lehimleme durumunda, grafit yüzeyine plazma püskürtme yöntemiyle bir Ni, Cu veya bir Ti, Zr veya molibden disilisit tabakası kaplanmalı ve daha sonra lehimleme için bakır esaslı dolgu metali veya gümüş esaslı dolgu metali kullanılmalıdır. Aktif lehim ile doğrudan lehimleme, günümüzde en yaygın kullanılan yöntemdir. Lehimleme sıcaklığı, Tablo 16'da verilen lehime göre seçilebilir. Lehim, lehimli bağlantının ortasına veya bir ucuna yakın bir yere sıkıştırılabilir. Yüksek termal genleşme katsayısına sahip bir metal ile lehimleme yapılırken, ara tampon tabaka olarak belirli bir kalınlıkta Mo veya Ti kullanılabilir. Geçiş katmanı, lehimleme ısıtması sırasında plastik deformasyona neden olabilir, termal stresi emebilir ve grafit çatlamasını önleyebilir. Örneğin, grafit ve hastelloyn bileşenlerinin vakumlu lehimlenmesinde geçiş bağlantısı olarak Mo kullanılır. Erimiş tuz korozyonuna ve radyasyona karşı iyi direnç gösteren B-pd60ni35cr5 lehim kullanılır. Lehimleme sıcaklığı 1260 ℃'dir ve sıcaklık 10 dakika boyunca korunur.
Doğal elmas, b-ag68.8cu16.7ti4.5, b-ag66cu26ti8 ve diğer aktif lehimlerle doğrudan lehimlenebilir. Lehimleme işlemi vakum veya düşük argon koruması altında yapılmalıdır. Lehimleme sıcaklığı 850 ℃'yi geçmemeli ve daha hızlı bir ısıtma hızı seçilmelidir. Arayüzde sürekli bir tik tabakasının oluşmasını önlemek için lehimleme sıcaklığında bekleme süresi çok uzun olmamalıdır (genellikle yaklaşık 10 saniye). Elmas ve alaşımlı çelik lehimlenirken, aşırı termal gerilmeden kaynaklanan elmas taneciklerinin hasar görmesini önlemek için geçiş için plastik ara katman veya düşük genleşmeli alaşım katmanı eklenmelidir. Ultra hassas işleme için kullanılan tornalama veya delme takımları, çelik gövdeye 20 ~ 100 mg küçük parçacıklı elmas lehimlenerek üretilir ve lehim bağlantısının mukavemeti 200 ~ 250 mpa'ya ulaşır.
Polikristalin elmas, alev, yüksek frekans veya vakumla lehimlenebilir. Metal veya taş kesen elmas dairesel testere bıçakları için yüksek frekanslı lehimleme veya alevle lehimleme kullanılmalıdır. Düşük erime noktasına sahip Ag Cu Ti aktif lehim dolgu metali seçilmelidir. Lehimleme sıcaklığı 850 ℃'nin altında kontrol edilmeli, ısıtma süresi çok uzun olmamalı ve yavaş bir soğutma hızı benimsenmelidir. Petrol ve jeolojik sondajda kullanılan polikristalin elmas uçlar, kötü çalışma koşullarına sahiptir ve büyük darbe yüklerine maruz kalır. Nikel bazlı lehim dolgu metali seçilebilir ve vakumla lehimleme için ara katman olarak saf bakır folyo kullanılabilir. Örneğin, 350 ~ 400 kapsül Ф 4,5 ~ 4,5 mm sütunlu polikristalin elmas, kesici dişler oluşturmak için 35CrMo veya 40CrNiMo çeliğinin deliklerine lehimlenir. Vakum lehimleme yöntemi benimsenmiştir ve vakum derecesi 5 × 10⁻² Pa'dan az değildir, lehimleme sıcaklığı 1020 ± 5 ℃, bekleme süresi 20 ± 2 dakika ve lehim bağlantısının kesme dayanımı 200 mpa'dan büyüktür.
Lehimleme sırasında, metal parçanın üst kısımdaki grafit veya polikristalin malzemeye baskı yapmasını sağlamak için, kaynaklı parçanın kendi ağırlığı mümkün olduğunca montaj ve konumlandırma için kullanılmalıdır. Konumlandırma için fikstür kullanıldığında, fikstür malzemesi, kaynaklı parçanın termal genleşme katsayısına benzer bir malzeme olmalıdır.
Yayın tarihi: 13 Haz-2022